Vortragsfolien als PDF - AG RVS

Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Universität Bielefeld
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1
Wintersemester 2004/2005 – Teil 7
Belegnummer Vorlesung: 39 30 02
Übungen: 39 30 05
Jan E. Hennig
AG Rechnernetze und Verteilte Systeme (RVS)
Technische Fakultät
Universität Bielefeld
[email protected]
basierend auf den Arbeiten von Michael Blume, Heiko Holtkamp, Marcel Holtmann und I Made Wiryana
Wintersemester 2004/2005
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Universität Bielefeld
Übersicht
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Internet Protocol
– IPv4 (cont’d)
• Subnetting, Supernetting
• Network Address Translation / Masquerading
• ICMP
• IGMP
• Internet Protocol
– IPv6 (Geschichte)
Wintersemester 2004/2005
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Erinnerung
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• IPv4-Adresse besteht aus 32 Bit
• Schreibweisen:
– einzelne Bits: 10001100 10110011 11011100 11001000
– einzelne Bytes dezimal: 140.179.220.200
– einzelne Bytes hexadezimal: 8C B3 DC C8
• enthält sowohl Netzwerk- als auch Hostadresse
• Problem: wo trennen?
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Erinnerung: Adreßklassen
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Einordnung nach Adreßklassen
• erstes Byte im Bereich 1 .. 126: Klasse A
• erstes Byte im Bereich 128 .. 191: Klasse B
• erstes Byte im Bereich 192 .. 223: Klasse C
• erstes Byte ist 0 und 127: reserviert (eigenes Netz, Loopback)
• Probleme: inflexibel, Adreßverschwendung
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetting (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• benötigt: Möglichkeit „passendere” Adreßgruppen zu anzusprechen
• und Untergruppen dieser Gruppen zu bezeichnen
• Lösung hierfür: Subnetzbildung (subnetting)
• Konvention wird in RFC 950 (STD-5) beschrieben
• Ermöglicht routing innerhalb von großen Teilnetzen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetting (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Host-Adreßteil einer IP-Adresse wird weiter unterteilt
• in eine Subnetznummer und
• in die eigentliche Host-Adresse
• Dadurch entstehen sogenannte Subnetzwerke (subnets)
• Beispiel: Aufteilung eines Klasse-B-Netzes
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetting-Beispiel (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Beispiel: Klasse-B-Netz 139.12.0.0
• Subnetting: Die ersten 8 Bit der Host-Adresse werden für die neue SubnetzAdresse verwendet
• es entstehen separate Subnetze mit eigener Subnetz-Adresse
• diese werden dem Router für 139.12.0.0 mitgeteilt
• dieser leitet IP-Pakete an das jeweilige Subnetz weiter
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
7
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Subnetting-Beispiel (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Rest of
IP internetwork
Router
139.12.0.0
All traffic
to 139.12.0.0
139.12.1.0
Rest of
IP internetwork
Router
139.12.2.0
All traffic
to 139.12.0.0
139.12.3.0
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetting
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Aufteilung in Subnetze ist für Rest des Internets unsichtbar
• die Hosts der einzelnen Subnetze werden weiterhin von externen Hosts und
Routern als Teile des Klasse-B-Netzes 139.12.0.0 betrachtet
• andere Router müssen daher nicht umkonfiguriert werden
• Wie kann der lokale Router aber wissen, wie das Netz 139.12.0.0 unterteilt ist?
• Bezeichnung durch Subnetz-Maske (subnet mask) (RFC 950)
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetzmaske (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Die Subnetzmaske ist eine 32 Bit lange „Adresse”
• dient dazu Netzwerk- von Hostadresse zu unterscheiden
• die Bits der Subnetzmaske sind so definiert:
– Alle Bits, die zur Netzwerk-ID gehören, haben den Wert 1
– Alle Bits, die zur Host-ID gehören, haben den Wert 0
• Kurzschreibweise: Angabe der Anzahl von auf 1 gesetzten Bits, dem
Netzwerkpräfix (network prefix)
• jeder Host benötigt eine Subnetzmaske: entweder eine default-Subnetzmaske
oder eine custom-Subnetzmaske
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Subnetzmaske (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Default Subnet-Masks:
• Class A: 11111111 00000000 00000000 00000000
255.0.0.0
Network Prefix /8
• Class B: 11111111 11111111 00000000 00000000
255.255.0.0
Network Prefix /16
• Class C: 11111111 11111111 11111111 00000000
255.255.255.0
Network Prefix /24
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Subnetzmaske (3)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Einfache Berechenbarkeit:
• um die Netzwerkadresse aus einer IP-Adresse mit bekannter Subnetzmaske zu
bekommen
• wird ein logisches UND zwischen 32-Bit-IP-Adresse und 32-Bit-Subnetzmaske
berechnet
• Beispiel: Adresse
10001100.10110011.11110000.11001000 = 140.179.240.200
Default Class B Subnet-Mask
11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0
(UND) ergibt Netzwerk-Adresse:
10001100.10110011.00000000.00000000 = 140.179.0.0
(kurz: 140.179.240.200/16)
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Subnetz erstellen
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Subnetting ist eine Drei-Schritte-Prozedur:
• 1. Bestimmen der Anzahl Host-Bits für das subnetting
• 2. Aufzählen der neuen Subnetzwerk-IDs
• 3. Aufzählen der IP-Adressen für jede Subnetzwerk-ID
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Subnetting-Beispiel (1)
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Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Beispiel: Subnetting eines Klasse-C-Netzes
Subnet
#Masken-Bits
0
1-2
3-4
5-8
9-16
17-32
33-64
0
1
2
3
4
5
6
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Subnetmask
kurz
255.255.255.0
255.255.255.128
255.255.255.192
255.255.255.224
255.255.255.240
255.255.255.248
255.255.255.252
oder /24
oder /25
oder /26
oder /27
oder /28
oder /29
oder /30
#Hosts
256
126
62
30
14
6
2
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Subnetting-Beispiel (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Aufteilen des Klasse-C-Netzes 200.133.175.0 in 14 Subnetze mit je 14 Hosts
Subnetz
Subnetz-Bits
Netz-ID
Host-IPs
Broadcast-Adresse
1
2
3
4
5
6
7
8
15
16
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1110
1111
200.133.175.0
200.133.175.16
200.133.175.32
200.133.175.48
200.133.175.64
200.133.175.80
200.133.175.96
200.133.175.112
200.133.175.224
200.133.175.240
reserviert
.17 bis .30
.33 bis .46
.49 bis .62
.65 bis .78
.81 bis .94
.97 bis .110
.113 bis .126
.225 bis .238
reserviert
keine
200.133.175.31
200.133.175.47
200.133.175.63
200.133.175.79
200.133.175.95
200.133.175.111
200.133.175.127
200.133.175.239
keine
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Supernetting
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Prinzip des Subnetting mit IP-Adresse und Netzmaske nicht nur in Subnetzen
verwendet
• „Supernetting”: Zusammenfassen mehrerer kleinerer Netze
• Anwendung: z.B. bei CIDR
• generell: IP-Adresse und Netzwerkmaske als Routing-Einträge
• d.h. Abkehr von klassenbasiertem Routing
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Private und öffentliche Netze
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Erinnerung: Es gibt öffentliche und private IP-Adreßbereiche
• 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/16 - 172.31.0.0/16, 192.168.1.0/24 - 192.168.255.0/24
• private IP-Adreßbereiche werden im Internet nicht weitergeleitet
• Wunsch:
können
mit privaten IP-Adreßbereichen dennoch aufs Internet zugreifen
• Umgehung durch Umrechnung: Maskieren und Übersetzen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Masquerading
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Maskieren (masquerading) eines Netzbereichs vor einem anderen
• Maskieren: „verbergen und als etwas anderes ausgeben”
• kann von speziellen Routern durchgeführt werden
• nötig: mindestens eine öffentliche IP-Adresse
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Masquerading-Beispiel
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
192.168.1.0/24
LAN
192.168.1.2
Internet
203.10.23.1
ppp
Masquerade
Router
192.168.1.1
192.168.1.3
Original request
From 192.168.1.3 port 1243
Masqueraded request
From 203.10.23.1 port 1085
Translated by masquerade router at 203.10.23.1
Original reply
To 203.10.23.1 port 1085
Wintersemester 2004/2005
Demasqueraded reply
To 192.168.1.3 port 1243
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Masquerading-Probleme
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Probleme:
• Knoten im privaten Netz können zwar eine Verbindung initiieren
• jedoch können Knoten von außerhalb dies nicht zu einen Knoten im privaten
Netz
• entspricht nicht dem ursprünglichen Zweck
• „lügen” über Paketherkunft
• u.U. recht große Übersetzungstabelle die oft geändert werden muß
• braucht relativ viel Rechenzeit und führt zu höherer Latenz
• → entspricht daher „Notlösung”
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Masquerading-Möglichkeiten
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Unterscheidung: source NAT/destination NAT (Umschreiben von Quell- bzw.
Zieladresse)
• zudem verschiedene Stufen des Maskierens:
• Basic Network Adress Translation (basic NAT): 1:1-Zuordnung
• Masquerading (MASQ): n:1-Zuordnung
• Network Adress Translation (NAT): n:m-Zuordnung
• Port Adress Translation (PAT)
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Port
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Port: Bezeichnung für eine logische Kanalnummer
• Knoten können mehr als eine Verbindung gleichzeitig haben
• die Verbindungen werden dann nach Kanalnummer unterschieden
• Kanalnummern eindeutig je Transportprotokoll (z.B. TCP, UDP)
• häufige Schreibweise: 192.168.1.3:1023/tcp
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Basic NAT
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Beispiel: Öffentliche verfügbare Adressen: 205.0.0.0/24
• Source NAT:
Quelle 192.168.0.2, Ziel 170.0.0.1 → Quelle 205.0.0.2, Ziel 170.0.0.1
Quelle 192.168.0.3, Ziel 170.0.0.1 → Quelle 205.0.0.3, Ziel 170.0.0.1
• Destination NAT:
Quelle 170.0.0.1, Ziel 205.0.0.2 → Quelle 170.0.0.1, Ziel 192.168.0.2
Quelle 170.0.0.1, Ziel 205.0.0.3 → Quelle 170.0.0.1, Ziel 192.168.0.3
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Masquerading und PAT
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Source Adress Translation:
Quelle 192.168.0.2:5000, Ziel 170.0.0.1:80
→ Quelle 205.0.0.2:6000, Ziel 170.0.0.1:80
Quelle 192.168.0.3:5000, Ziel 170.0.0.1:80
→ Quelle 205.0.0.2:6001, Ziel 170.0.0.1:80
• Destination Adress Translation:
Quelle 170.0.0.1:80, Ziel 205.0.0.2:6000
→ Quelle 170.0.0.1:80, Ziel 192.168.0.2:5000
Quelle 170.0.0.1:80, Ziel 205.0.0.2:6001
→ Quelle 170.0.0.1:80, Ziel 192.168.0.3:5000
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Port Forwarding
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Portweiterleitung (port forwarding) erlaubt es, Verbindungen über frei wählbare
Ports zu Knoten innerhalb eines Netzes weiterzuleiten
• eingehende Datenpakete werden per Destination NAT maskiert
• ausgehende Pakete werden per Source NAT maskiert
• durch die Festlegung eines Ports keine dynamische Vergabe wie bei MASQ
• Verbindungen können auch von „außen” initiiert werden
• somit möglich, daß interner Rechner auch nach außen hin als Server dient
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv4-Fragmentierung (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Damit Datengramme über jede Art von Netzwerk verschickt werden können muß
das Internet Protokoll dazu in der Lage sein, die Größe der Datengramme dem
jeweiligen Netz anzupassen
• jedes Netzwerk besitzt eine sogenannte maximale Paketgröße (Maximum
Transfer Unit - MTU)
• sie bezeichnet, daß nur Pakete bis zu dieser Größe über das Netz verschickt
werden können
• z.B. X.25-Netz: 128 Byte
• z.B. Ethernet: 1500 Byte
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IPv4-Fragmentierung (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• falls die MTU eines Übertragungsmediums kleiner ist als die Größe eines
versendeten Pakets,
• so muß dieses Paket in kleinere Pakete aufgeteilt werden
• es genügt nicht die MTU des direkt angeschlossenen Netzes zu prüfen
• oder daß die Transportprotokolle einfach kleinere Pakete verschicken
• ein Paket kann auf dem Weg vom Quell- zum Zielhost mehrere unterschiedliche
Netzwerke mit unterschiedlichen MTUs durchlaufen
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IPv4-Fragmentierung (3)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Beispiel: Ethernet-Heimnetzwerk ist über einen Router und DSL-Anschluß ans
Internet angeschlossen
• Verbindung Router-DSL-Modem über PPPoE
• MTU Ethernet: 1500 Bytes
• Rechner im Netz senden mit MTU 1500
• DSL-Router fügt für PPPoE 8 Byte hinzu: 1508 Byte
• diese können nicht mehr am Stück zum DSL-Modem übertragen werden →
Pakete müssen fragmentiert werden
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv4-Fragmentierung (4)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Wie kann man die MTU des gesamten Pfades herausfinden?
• Vorab: Berechnung, dann Test z.B. mit „ping”
• PPPoE: 8 Byte, läßt MTU 1492 übrig
• normaler IP- und ICMP-Overhead: 28 Byte → ping-Paketgröße: 1464 Byte
„Nutzlast”
• ping mit Option „don’t fragment” testet den gesamten Pfad
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv4-Fragmentierung (5)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• benötigt: flexibleres Verfahren
• dieses muß bereits auf der Internet-Schicht kleiner Pakete erzeugen können
• das Verfahren wird Fragmentierung genannt
• das IP-Protokoll eines jeden Netzwerkknotens sollte in der Lage sein
empfangene Pakete gegebenenfalls zu zerteilen
• jeder empfangende Knoten muß dazu in der Lage sein, diese Fragmente wieder
zum ursprünglichen Paket zusammenzusetzen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv4-Fragmentierung (6)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• jedes Fragment eines zerteilten Pakets erhält einen eigenen, vollständigen IPHeader
• über das Identifikationsfeld im Header können alle Fragmente eines Pakets
wiedererkannt werden
• die Lage der Daten eines Fragments innerhalb der Gesamtnachricht wird mit
Hilfe des Fragment Offset-Feldes ermittelt
• einzelne Fragmente eines Pakets können durchaus unterschiedliche Wege auf
dem Weg zum Zielhost nehmen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Wintersemester 2004/2005
IPv4-Fragmentierung (7)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• das Internet Control Message Protocol (ICMP) ist Bestandteil jeder IPImplementierung
• Aufgabe: Fehler- und Diagnoseinformationen für IP zu transportieren
• spezifiziert in RFC 792
• oft wird ICMP auch für Testzwecke verwendet
• z.B. um zu ermitteln, ob ein Host derzeit empfangsbereit ist
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ICMP (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• ICMP ist ein vielseitiges Protokoll
• bietet dadurch auch die Möglichkeit versteckte Nachrichten zu übermitteln
• Stichwort: ICMP-Tunneling
• dabei wird das Datenfeld eines ICMP-Paketes genutzt, um Informationen
zwischen Rechnern auszutauschen
• das ist zwar keine Technik, die das Einbrechen in Rechner ermöglicht
• dennoch kann ein Sicherheitskonzept eines Netzes dadurch unterlaufen werden
• siehe auch Zeitschrift c’t 11/1997
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (3)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• ICMP hat sehr unterschiedliche Informationen zu transportieren
• nur der Grundaufbau des ICMP-Headers ist immer gleich
• die Bedeutung der einzelnen Felder im Protokollkopf wechselt jedoch
• jeder ICMP-Nachrichtentyp wird in einem IP-Datengramm eingekapselt
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ICMP (4)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (5)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
wichtige ICMP-Nachrichtentypen:
• Destination Unreachable (Ziel nicht erreichbar)
• diese Nachricht wird verwendet, wenn:
• ein Netzwerk, Host, Protokoll oder Port nicht erreichbar ist
• ein Paket nicht fragmentiert werden kann, weil das DF-Bit gesetz ist
• die Source Route Option nicht erfolgreich ist.
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ICMP (6)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Source Quench (Quelle löschen)
• wird ausgesendet, wenn ein Host zu viele Pakete verschickt
• die aus Kapazitätsmangel nicht mehr verarbeitet werden können
• der sendende Host muß dann die Rate zum Aussenden von Nachrichten
verringern
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (7)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Parameter Problem
• verständigt den Absender eines Datengramms darüber,
• daß das Paket aufgrund einer fehlerhaften Angabe im IP-Header verworfen
werden mußte
• Redirect
• wird ausgesendet, wenn ein Router feststellt, daß ein Paket falsch weitergeleitet
wurde
• der sendende Host wird damit aufgefordert, die angegebene Route zu ändern
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (8)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Time Exceeded (Zeit verstrichen)
• wird an den Absender eines Datengramms gesendet, dessen Lebensdauer den
Wert 0 erreicht hat
• diese Nachricht ist ein Zeichen dafür,
• daß Pakete in einem Zyklus wandern,
• daß Netz überlastet ist oder
• die Lebensdauer für das Paket zu gering eingestellt wurde
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (9)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Echo Reply, Echo Request
• damit kann festgestellt werden, ob ein bestimmtes Ziel erreichbar ist
• ein Echo Request wird an einen Host gesendet und hat einen Echo Reply zur
Folge (falls der Host erreicht wird)
• Timestamp Request, Timestamp Reply
• diese Nachrichten sind ähnlich den zuvor beschriebenen Nachrichten
• außer daß die Ankunftszeit der Nachricht und die Sendezeit der Antwort mit
erfaßt werden
• mit diesen Nachrichtentypen kann die Netzleistung gemessen werden
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (10)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• IP verwendet ICMP zum versenden von Fehler- und Diagnosemeldungen
• während ICMP zur Übertragung seiner Nachrichten IP benutzt
• d.h.
wenn eine ICMP-Nachricht verschickt werden muß, wird ein IPDatengramm erzeugt
• die ICMP-Meldung wird in den Datenbereich des IP- Datengramms eingekapselt
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ICMP (11)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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ICMP (12)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• das Datengramm wird wie üblich versendet
• eine ICMP-Nachricht wird immer als Antwort auf ein Datengramm verschickt
• entweder ist ein Datengramm auf ein Problem gestoßen
• oder das Datengramm enthält eine ICMP-Anfrage, auf die eine Antwort
versendet versendet werden muß
• in beiden Fällen sendet ein Host oder Router eine ICMP-Nachricht an die Quelle
des Datengramms zurück
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IGMP (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Internet Group Management Protocol (IGMP)
• wird für Multicasting verwendet
• dafür sind IP-Adressen der Klasse D reserviert
• das erste Byte einer Multicast-Adresse hat den Wertebereich von 224 bis 239
• die Übermittlung der Nachricht erfolgt wie üblich nach bestem Bemühen
• d.h. ohne Garantie, daß die Daten auch tatsächlich alle Mitglieder einer Gruppe
erreichen
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IGMP (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• IGMP entspricht grob ICMP
• Unterschied: nur zwei Arten von Paketen
• Anfragen und Antworten
• Anfragen werden dazu verwendet, zu ermitteln welche Hosts Mitglieder einer
Gruppe sind
• Antworten informieren darüber, zu welchen Gruppen ein Host gehört
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IGMP (3)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• festes Paketformat
• wird in IP-Paket gekapselt
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IGMP (4)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Version:
• in RFC1112 ist die aktuelle Version 1 des IGMP Protokolls spezifiziert
• Version 0, die in RFC998 beschrieben wird, ist obsolet
• Type
• 1 = Host Membership Query (Anfrage)
• 2 = Host Membership Report (Antwort)
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IGMP (5)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Checksum
• der Algorithmus zur Berechnung der Checksumme entspricht dem des IPProtokolls
• Group Address
• bei einer Anfrage zur Gruppenzugehörigkeit wird das Gruppenadressenfeld mit
Nullen gefüllt
• ein Host, der eine Anfrage erhält, ignoriert dieses Feld
• bei einer IGMP-Antwort enthält das Gruppenadressenfeld die Adresse der
Gruppe, zu der der sendende Host gehört
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Internetentwicklung (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• bis vor einiger Zeit wurde das Internet größtenteils nur von Universitäten,
Regierungsbehörden und einigen Firmen genutzt
• seit der Einführung des World Wide Web (WWW) ist das Internet aber auch
zunehmend für Privatpersonen, kleinere Firmen etc. interessant
• das Internet wandelt sich von einem „Spielplatz für Akademiker” zu einem
weltweiten Informations- und Unterhaltungssystem
• mit der ständig steigenden Anzahl von Benutzern des Internet werden sich auch
die Anforderungen an das Netz ändern bzw. haben sich bereits geändert
• z.B. das angestrebte Zusammenwachsen der Computer-, Unterhaltungs- und
Telekommunikationsbranchen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Internetentwicklung (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• den Anforderungen, die z.B. Video-on-demand stellt, ist das Internet bzw. das
Internet Protokoll in der Version 4 nicht gewachsen
• Vinton Cerf (der ’Vater’ des Internet) bezeichnet das Internet „(...)
wichtigste Infrastruktur für alle Arten von Kommunikation”1
als die
• „Am spannendsten finde ich es, die ganzen Haushaltsgeräte ans Netz
anzuschließen. Ich denke dabei nicht nur daran, daß der Kühlschrank sich in
Zukunft mit der Heizung austauscht, ob es in der Küche zu warm ist.”
• . . . „natürlich muß die Sicherheit derartiger Systeme garantiert sein. Schließlich
möchte ich nicht, daß die Nachbarkinder mein Haus programmieren”
• → völlig neue Anforderungen für Internetprotokolle
1 c’t
3/98 S. 44ff: Das Internet bleibt spannend!
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv6
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Internet Protokoll Version 6 – IPv6
• auch: IP Next Generation (IPnG)
• vorrangige Grund: begrenzter Adreßraum
• klassenlose Netzwerkeinteilung und CIDR schaffen zwar etwas Luft
• dennoch ist klar absehbar, daß auch diese Maßnahmen nicht ausreichen
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv6-Ziele
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• Die IETF (Internet Engineering Task Force) begann deshalb 1990 mit der Arbeit
an einer neuen Version von IP
• Hauptziele:
– Unterstützung von Milliarden von Hosts, auch bei ineffizienter Nutzung des
Adreßraums
– Reduzierung des Umfangs der Routing-Tabellen
– Vereinfachung des Protokolls, damit Router Pakete schneller abwickeln
können
– Höhere Sicherheit (Authentifikation und Datenschutz) als das heutige IP
– Mehr Gewicht auf Dienstarten, insbesondere für Echtzeitanwendungen
– Unterstützung von Multicasting durch die Möglichkeit, den Umfang zu
definieren
– Möglichkeit für Hosts, ohne Adreßänderung auf Reise zu gehen
– Möglichkeit für das Protokoll, sich zukünftig weiterzuentwickeln
– Unterstützung der alten und neuen Protokolle in Koexistenz für Jahre
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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IPv6-Geschichte (1)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• im Dezember 1993 forderte die IETF mit RFC 1550 zu Vorschlägen auf
• es gab eine Vielzahl von Vorschlägen
• diese reichten von nur geringfügigen Änderungen am bestehenden IPv4
• bis zur vollständigen Ablösung durch ein neues Protokoll
• die drei besten Vorschläge wurden im IEEE Network Magazine veröffentlicht
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IPv6-Geschichte (2)
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
• aus diesen Vorschlägen wurde von der IETF das Simple Internet Protocol Plus
(SIPP) ausgewählt
• als Grundlage für die neue IP-Version
• es ist eine Kombination aus zweien der drei besten Vorschläge
• Arbeitsname wurde IP - Next Generation (IPnG)
• schließlich offizielle Versionsnummer: IP Version 6 oder kurz IPv6
• die Protokollnummer 5 (IPv5) wurde bereits für ein experimentelles Protokoll
verwendet
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Digitale Kommunikation und Internetdienste 1 – Teil 7
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Aussicht
Rechnernetze und
Verteilte Systeme
Themenübersicht für die kommende Vorlesung:
• IPv6 (cont’d)
• Transportschicht
• UDP
• TCP
Ende Teil 7. Danke für die Aufmerksamkeit.
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